Катализатор за повећање октанског броја у јединицама за изомеризацију
Јединица{0}}која садржи водоник
Три главна процесна система, температурни параметри и избор катализатора
✅ Катализатор: хлорисана алуминијева оксида на бази платине (тип алуминијум хлорида)
Температура реакције: 120 ~ 175 степени (улаз у реактор), пораст температуре слоја 10-25 степени
Притисак: 2,8–3,8 МПа; течност сатна просторна брзина ЛХСВ=1.0–3,0 х⁻¹; водоник угљоводоник моларни однос 0,1–0,5
Захтеви за сировине: строга дехидрација, десулфуризација и денитрификација; вода/сумпор ће трајно отровати кисела места хлора; током рада је потребна континуирана суплементација хлора
Применљиво: Ц₅/Ц₆ лака нафта, циљни високи РОН (један пролаз РОН≈82–84, циклус до 87–93)
Карактеристике: Највећа активност, најбоља уравнотежена стопа конверзије; високо корозивна, опремљена алкалним системом за чишћење, сложеним радом и одржавањем
✅Катализатор: Пт-кисело молекуларно сито (тип зеолита, без хлора)
Температура реакције: 240-280 степени
Притисак: 2,0–3,2 МПа; ЛХСВ=0.5–2,5 х⁻¹; однос водоника и угљоводоника 0,1–1,0
Већа толеранција сировог материјала: осетљивост на сумпор и воду је много нижа него код хлор-алуминијумског катализатора, нема потребе за допуном хлора
Применљиво: Ц₅/Ц₆, такође се може користити за изомеризацију Ц₄бутана; уређај је једноставнији, има добру стабилност и лако се регенерише
Недостаци: висока температура, ограничена равнотежа, једно-стопа конверзије је нижа од нискотемпературног-процеса алуминијум хлорида, генерално опремљен са фракционисањем производа + неконвертована н- циркулациона петља
✅Катализатор: Специјално молекуларно сито/алуминијум хлорид систем
Температура реакције: 160-210 степени
Притисак: 1,5–2,0 МПа; однос водоника и угљоводоника 0,07–0,15
Стопа конверзије у једном-проласку је 50%–55%, а мора бити инсталиран торањ за деизобутан да би неизреаговани н-бутан циркулисао назад у реактор.
Јединица{0}}без водоника
Четири главне категорије катализатора{0}без водоника изомеризације
Прелазни метал-модификовани кисели ЗСМ-5 зеолити (Зн-ЗСМ-5, Га-ЗСМ-5, Ни-ЗСМ-5)
Подршка: ЗСМ-5 (МФИ зеолит); Активне компоненте: Зн, Га, Ни (неплатинасти метали)
Радни услови: 340–460 степени, 0–1,2 МПа; савршено усклађен са захтевима процеса купаца
Карактеристике реакције: истовремена изомеризација, ароматизација и благо пуцање; повећава октански број бензина; производи пропан и бутан (суви гас); принос течности од 82–90%; регенерација укључује само Н₂ и ваздух за сагоревање-кокса (није потребна редукција водоника)
Еквивалентни руски разреди: КТ-10, КТ-17, КТ-18 (Зн-Це-ЗСМ-Ал₂О₃); надоградња нафте без водоника; октански број бензина достиже 85-87 на 400 степени
Модификовани морденит (МОР) (Ни-МОР, Фе-МОР; Пт-без)
Подршка: Морденит (МОР); активне компоненте: Ни/Фе (без платине{0}}без платине)
Температурни опсег: 320–420 степени; притисак: 0,3–1,0 МПа
Карактеристике: Селективност изомеризације боља од ЗСМ-5; ниска активност ароматизације; склон коксовању на високим температурама; умерена конверзија н-алкана; само регенерација путем калцинације на ваздуху (сагоревање кокса); није потребан водоник
Чврсте суперкиселине (без платине-): СО₄²⁻/ЗрО₂, СО₄²⁻/ТиО₂-Ал₂О₃
Подршка: цирконијум/титанија-композитни оксид алуминијума; нема Пт учитавања
Температура: 300–400 степени; притисак: атмосферски до 1 МПа
Карактеристике: Веома висока јачина киселине; добра активност изомеризације; недостаци: сулфатне групе склоне испирању на високим температурама; лоша стабилност воде; брзо коксовање; регенерација само калцинацијом на ваздуху; строго забрањена редукција водоника
10-прстенаста-селективна молекуларна сита (Ни-САПО-11, Ни-ЗСМ-22; без платине)
Подршка: САПО-11 / ЗСМ-22; активна компонента: Ни (без Пт)
Температура: 330–430 степени; притисак: 0,4–1,0 МПа
Карактеристике: селективна{0}}изомеризација облика; висока селективност за више{1}}разгранате алкане; недостаци: релативно ниска конверзија; значајно формирање гаса због пуцања; висока стопа коксовања; регенерација само калцинацијом на ваздуху; није укључен корак водоника.
Поље прераде нафте
Изомеризација н-бутана у изобутан
Катализатори на бази платине- (као што је систем Пт/Ал₂О₃-Цл) се користе за претварање н-бутана у изобутан, кључну сировину за производњу високо-компоненти бензина (нпр. метил терт-бутил, мтлБЕ). У индустријским јединицама, мешане сировине Ц4 пролазе кроз хидро-изомеризацију, омогућавајући капацитетима за производњу 1-бутена да достигну размере од стотине тона дневно.
Изомеризација Ц5–Ц6 алкана
Чврсти суперкисели катализатори (као што су РИСО-Ц или Пт/СО₄²⁻-ЗрО₂-Ал₂О₃) се користе за претварање равног-алкана у разгранате изомере. На пример, након изомеризације лаке нафте (из каталитичког реформинга), стопе изомеризације Ц5 и Ц6 достижу 70% и 85% респективно, подижући истраживачки октански број (РОН) производног бензина на изнад 85 и значајно оптимизујући квалитет горива.
Катализатор ароматизације
У поређењу са реформинг технологијом, овај процес није ограничен потенцијалним ароматичним садржајем сировине; генерално не захтева претходно{0}}фракционисање или рафинацију сировог материјала и нуди широк спектар применљивости. Сировине погодне за ароматичну производњу путем овог процеса укључују коксни бензин, бензин-без погона, кондензат нафтних поља, реформатор лаких крајева (нафта са врхом), рафинат за реформу, пиролизни бензин и олефин-богат течни нафтни гас (ЛПГ).
When using olefin-rich LPG (olefin content >50%) као сировина, ароматични садржај у течном производу се приближава 100%, елиминишући потребу за ароматичном екстракцијом; ароматични принос у једном-пролазу прелази 48,2%, а принос БТКС прелази 42,2%. Катализатор нуди радни циклус једног-пролаза од више од или једнако 20 дана и укупан радни век већи од или једнак 3,0 године.
Када се нафта користи као сировина, принос ароматичног материјала-у једном пролазу прелази 35,0%, а БТКС принос прелази 32,0%; катализатор нуди радни циклус једног-пролаза од 20–30 дана и укупан радни век већи од или једнак 3,0 године.
Настали горивни гас је богат водоником, који се може повратити и искористити као извор водоника.
Техничке карактеристике
① Релативно ниска температура реакције ароматизације
Напредне технологије обликовања и модификације катализатора омогућавају да се реакција одвија на релативно ниским температурама. У апликацијама ароматичне производње, реакциона температура је 30-50 степени нижа од оне код конкурентских технологија, што значајно смањује потрошњу енергије. Ниже реакционе температуре такође смањују захтеве за чврстоћом опреме и резултирају мањим приносом сувог гаса.
② Јединствена технологија{0}}допуне реакционе топлоте
Ароматизација нафте-нарочито са алканима-богатим сировинама-је веома ендотермни процес. Употреба јединствене технологије{4}}допуњавања топлоте елиминише потребу за пећима за средње грејање, чиме се смањују и капитална улагања и јединична потрошња енергије.
Катализатор ароматизације за повећање октанског броја
Ароматизација обухвата високо{0}}дехидрогенацију, циклизацију и пренос водоника; углавном се спроводи у одсуству додатог водоника, а радне температуре су далеко више од оних за изомеризацију. ЗСМ-5 (МФИ) је доминантна подршка, категорисана у четири главна типа на основу модификованог метала:
Активна компонента: Зн (1–3 теж.%); П или реткоземни елементи се могу додати да би се подесила киселост и сузбило стварање кокса.
Услови реакције: 500–550 степени, атмосферски притисак до 0,3 МПа, ВХСВ 0,4–1,2 х⁻¹.
Механизам: Зн центри олакшавају дехидрогенацију, док кисела места зеолита катализују циклизацију; пренос водоника је доминантан пут, који даје мале количине Х2.
Одговарајуће сировине: Ц4 течни гас, Ц5, крекирани Ц5, лака нафта.
Комерцијалне класе: НКЦ-5, ДЛП серија, ЛХА тип.
Карактеристике: Ниска цена, добра БТКС селективност; брзо формирање кокса захтева честу регенерацију, што резултира веома кратким животним веком{0}}у једном пролазу када се користе олефинске сировине.
Активна компонента: Га (0,5–2 теж.%)
Услови реакције: 520–580 степени, атмосферски притисак
Механизам: Га поседује јачу способност дехидрогенације; наставља путем директне дехидрогенације, дајући више водоника.
Процеси: БП-УОП Цицлар; домаће М2-формирање
Карактеристике: Већи принос аромата у поређењу са катализаторима на бази Зн-а; мања производња сувог гаса; већи трошак; већа осетљивост на сумпор.
Пт/Цл-Ал₂О₃ (каталитичко реформисање; атмосфера богата водоником-)
Услови: 480–530 степени, 0,8–2,0 МПа; ради у атмосфери{4}}богатој водоником.
Сировина: Ц6+ нафта; производи високо{1}}бензин + БТКС; добра отпорност на коксовање, али захтева допуну хлора и представља ризик од корозије.
Пт/КЛ зеолит: реформисање{0}}без хлора; погодан за н-ароматизацију хексана; изузетно осетљив на сумпор; ретко се користи у великим индустријским размерама.
⚠ Напомена: Каталитички реформинг=лагана ароматизација угљоводоника. Реформисање се одвија у атмосфери-богатој водоником, док Зн/Га-ЗСМ-5 системи који су горе поменути су процеси ароматизације који нису богати-водоником-; два система се не могу користити наизменично. 4. Други системи модификације (Мо, Аг, композити ретких земаља)
Mo/HZSM-5: Methane aromatization, >700 степени; погодан само за метан, не и за ТНГ/Ц5.
Аг/ЗСМ-5: Блага дехидрогенација, умерена БТКС селективност; ограничена индустријска примена.
Ретка{0}}земља + фосфор-модификовани Зн-ЗСМ-5: Промотор/адитив, а не самостални катализатор; користи се за успоравање формирања кокса и продужење трајања једног циклуса-(нпр. ДЛП-1 нано-ЗСМ-5).
Водич за брзи избор
ТНГ, Ц4/Ц5 сировине; ограничен буџет; атмосферски притисак, атмосфера без-водоника → Зн/ЗСМ-5 (НКЦ-5, ДЛП)
Тражење већег приноса ароматика и ко{0}}производње водоника; адекватан предтретман сировине доступан → Га/ЗСМ-5 (Цицлар)
Ц6+ сировина нафта; јединица са -способношћу за водоник; циљни производ је високо-бензин → Пт-катализатор за реформисање глинице са хлором
Methane feedstock → Mo/ZSM-5 (high temperature, >700 степени)
Катализатор за производњу бензина преко лаке ароматизације угљоводоника
Користећи лаке угљоводонике-као што су рафинеријски суви гас, Ц4 фракције након{1}}етерификације, директна-нафта, кондензат нафтних поља или коксни бензин-као сировине, овај процес користи власничке катализаторе за производњу високо{5}}етерификованих компоненти за мешавину гаса, укључујући кораке мешавине са високим{5}лиго-октанским гасом или циклизација и дехидрогенација. Добијени унапређени бензин карактерише низак садржај олефина и сумпора и висок октан, што га чини одличном компонентом чистог мешања за производњу аутомобилског бензина који испуњава стандарде разреда 92 и 95.
Техничке карактеристике
Процес користи широк спектар сировина и даје високо{0}}квалитетни бензин, са шемама производа које се могу флексибилно прилагођавати на основу промена на тржишту. Горивни гас је богат водоником, који се може повратити и користити као извор водоника. Индустријска јединица има једноставну шему протока и ниске инвестиционе трошкове, као и ниске оперативне трошкове и потрошњу енергије.
When using olefin-rich refinery dry gas or liquefied gas as feedstock: olefin conversion >95%; gasoline selectivity for olefins >90%; gasoline octane number (RON) >92; и катализатор једноструки{1}}циклус већи од или једнак 45 дана.
Када се користи нафта са малим ароматичним потенцијалом (као што је реформат рафинат, лак-нафта на бази угља-нафта): октански број бензина (РОН) је 85–92; принос сувог гаса је 2–4%; катализатор показује снажну прилагодљивост (смањење сумпора у производу на<10 ppm even with a feedstock sulfur content of 300 ppm); and the single-run cycle is 30–90 days, with a total catalyst lifespan of ≥3.0 years.
У поређењу са сличним технологијама:
① Катализатор показује одличну активност и ароматичну селективност.
② Катализатор има јаку отпорност на коксовање, што резултира ниским приносом сувог гаса.
③ Пионир је у коришћењу процеса рада под притиском:
--- Елиминише потребу за компресором богатог гаса, чиме се смањују трошкови опреме и оперативни трошкови јединице.④ Оптимизована технологија регенерације катализатора
---Однос регенерационог гаса и катализатора (запремински однос циркулационог гаса и катализатора) је смањен за 20–30%; део за регенерацију захтева мање инвестиције и оперативне трошкове уз постизање високе ефикасности регенерације.
Олефин{0}}Производни катализатор
Развијена последњих година, технологија за производњу олефина путем каталитичког крекинга лаких угљоводоника комбинује предности и парног крекинга и флуидног каталитичког крекинга (ФЦЦ). Отвара нови процесни пут који је веома значајан за очување енергије и смањење потрошње у петрохемијским постројењима, као и за задовољавање растуће потражње за лаким олефинима. Користећи сировине као што су олефин-богати Ц4–Ц8 лаки угљоводоници, директна-нафта или нафта на бази угља-, технологија користи власнички катализатор за селективно претварање лаких угљоводоничних компоненти у компоненте етилена, пропилена и мешавине са високим{7}ооотаним гасом.
Техничке карактеристике
У поређењу са традиционалним парним крекирањем, ова технологија каталитичког крекирања ради на нижим температурама, троши мање енергије, користи шири спектар сировина и омогућава флексибилну дистрибуцију производа. У поређењу са технологијама производње олефина заснованим на ФЦЦ-олефину, постиже већу дубину пуцања и веће приносе етилена и пропилена. Поред тога, ток процеса је једноставан, а потребна улагања су мала.
Када се као сировина користи течни гас Ц4 (са садржајем бутена већим или једнаким 60%), комбиновани принос етилена и пропилена прелази 40%, док је принос бензина приближно 15-20%.